El claro cielo nocturno ofrece una de las vistas más hermosas de la naturaleza.
El ojo se adapta a la oscuridad y las pupilas se ensanchan
para captar más luz y así permitir que las estrellas más tenues se vuelvan visibles.
Pero el área para captar luz del ojo humano es diminuta.
Para observar a mucha más profundidad en el cielo nocturno, los astrónomos necesitan telescopios con enormes espejos primarios para hacer un trabajo mucho mejor.
¡Este es el ESOcast!
Ciencia de vanguardia y vida cotidiana en ESO,
el Observatorio Europeo Austral.
Explorando la última frontera con nuestro anfitrión Dr. Joe Liske, alias Dr. J.
¿Por qué los astrónomos quieren tener telescopios cada vez más grandes?
Bueno, ¡en realidad es bastante simple!
Hay solo dos razones:
La razón número uno es que mientras más grande sea el espejo primario del telescopio,
más luz puedes captar por unidad de tiempo.
Y esto significa que puedes observar objetos más y más débiles.
La razón número dos es que la resolución de tu telescopio,
que es la definición de las imágenes que puedes hacer con el telescopio
depende del tamaño del espejo primario.
Mientras más grande sea el telescopio, más nítidas son las imágenes que puedes tomar.
Pero ¿cuáles son los límites? ¿Cuán grande puedes hacer un telescopio?
¿Y cuáles son los desafíos encontrados por los fabricantes de telescopios al hacer espejos cada vez más grandes?
Desde la invención del telescopio reflector,
los espejos se han vuelto más y más grandes.
Cuando el telescopio de 3,6 metros de ESO en La Silla comenzó sus operaciones en 1977
era un ejemplo típico del diseño clásico de los mayores telescopios de ese periodo.
El espejo primario consistía de un único disco de vidrio con un diámetro de 3,6 metros.
A fin de hacer un espejo tan grande rígido y sólido tiene que ser relativamente grueso — lo que lo hace muy pesado:
El espejo de 3,6 metros tiene alrededor de medio metro de grosor y ¡pesa unas 11 toneladas!
Para permitir que este espejo muy pesado sea apuntado con precisión,
una estructura masiva, pero precisamente balanceada debe ser construida a su alrededor.
Se ha construido telescopios con espejos aún más grandes, gruesos y por tanto más pesados,
pero finalmente se ha vuelto obvio que se ha alcanzado el límite del diseño clásico.
¿Se han rendido los ingenieros en este punto y dejarán de soñar con telescopios aún más grandes?
Bueno, por supuesto que no.
Pero pavimentar el camino hacia espejos más grandes y ligeros necesitó una idea innovadora.
El resultado fue el New Technology Telescope de ESO, o NTT para abreviar.
El NTT fue un telescopio realmente revolucionario en el momento en que fue construido,
debido a que poseía un sistema llamado óptica activa.
Antes de la invención de la óptica activa, los espejos de los telescopios tenían que ser gruesos
y, por lo tanto, pesados a fin de ser rígidos,
pero con la óptica activa a los espejos de los telescopios se les podría permitir ser flexibles
y por tanto relativamente livianos y delgados.
El delgado espejo del NTT es más probable que se curve debido a la gravedad.
Con óptica activa el espejo flexible se ubica en un complejo sistema de soporte con "actuadores" controlados por computador que ajustan la forma del espejo
y compensan la deformación del espejo durante las observaciones.
De esta manera, se mantiene la mejor calidad posible de imagen en todo momento.
¡El NTT fue un éxito tremendo!
A pesar de que su espejo principal tiene 3,6 metros de diámetro y solo 24 centímetros de espesor.
El nuevo diseño de espejo hizo posible romper la barrera de los 6 metros para los telescopios clásicos y esforzarse por espejos más grandes de la clase de 8 metros.
Telescopios como el Very Large Telescope de ESO, o VLT.
El VLT se compone de 4 Unidades de Telescopio con espejos primarios de 8,2 metros de diámetro.
Cada espejo solo tiene 17,5 cm de grosor y pesa solo unas 23 toneladas.
Naturalmente, la óptica activa juega un papel vital aquí.
La forma del espejo es controlada activamente por medio de 150 actuadores de fuerza axial.
Basado en la tecnología más reciente disponible, el VLT entrega imágenes de espectacular calidad óptica.
Pero un espejo de 8 metros de una sola pieza sólida está en el límite de lo que puede manejarse, transportarse y ser mantenido.
Para ser capaces de construir telescopios con áreas todavía más grandes para captar luz,
realmente no se tiene opción más que separar el espejo primario en piezas individuales llamadas segmentos.
Fue el concepto de un espejo primario segmentado lo que permitió a los astrónomos e ingenieros concebir telescopios verdaderamente gigantescos.
Telescopios tales como el futuro European Extremely Large Telescope,
que actualmente está en sus primeras etapas de construcción.
El E-ELT tendrá un espejo principal gigante de 39 metros de diámetro.
Estará compuesto de 798 segmentos hexagonales individuales,
de alrededor de 1,4 metros de ancho y solo 5 cm de espesor.
Cada segmento y su posición con respecto a los segmentos circundantes
son controlados por computador por el sistema de óptica activa
para mantener la forma general perfecta del espejo principal y su superficie de impresionante precisión.
En términos generales, el espejo principal ofrece un área de captación de luz sin precedentes de 978 metros cuadrados,
la que captará unas 15 veces más luz que cualquier otro telescopio existente.
Con su espejo primario de 39 metros,
el European Extremely-Large Telescope será por lejos el mayor telescopio óptico y de infrarrojo cercano en el mundo.
Y no solo en el momento de su terminación, sino también en las décadas siguientes.
Sin embargo, estoy seguro que no detendrá a los ingenieros para concebir maneras de construir telescopios aún más grandes.
¿Quién sabe qué barrera de tamaño será rota en el futuro lejano?
Soy Dr. J y me despido de este ESOcast.
Nos vemos la próxima vez en otra aventura cósmica.
Transcripción por ESO; traducción por Felipe Campos.